Análise de tubos de calor pulsantes de baixa temperatura com ênfase na estimativa do coeficiente de transferência de calor
| Ano de defesa: | 2012 |
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Resumo: | Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 |
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Universidade Federal de Santa CatarinaSouza, Franco Andrey Silverio deColle, Sergio2012-10-25T07:23:54Z2012-10-25T07:23:54Z2012-10-25T07:23:54Z283030http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/94185Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010A utilização de tubos de calor pulsantes (TCPs) como dispositivos de controle térmico de equipamentos eletrônicos que operando acima da temperatura ambiente, tem sido objeto de investigações teóricas e experimentais. Todavia, até o presente, ainda não foram realizados estudos sobre o comportamento destes dispositivos em aplicações de baixas temperaturas. Neste contexto, o presente estudo tem como principal objetivo a investigação teórico-experimental do comportamento térmico de TCPs, em temperaturas típicas de refrigeração, utilizando o dióxido de carbono (CO2) como fluido de trabalho. Três experimentos foram realizados, sendo que no Experimento I o comportamento térmico de um TCP em circuito fechado, com múltiplas curvas foi avaliado em termos da variação da potência fornecida, da razão de enchimento do fluido de trabalho e do ângulo de inclinação. O máximo fluxo de calor transferido foi de 75 W, no modo de operação direto (condensador situado acima do evaporador), para razão de enchimento de 75% e ângulo de inclinação de 45. No Experimento II o desempenho do TCP foi avaliado em relação aos mesmos parâmetros do Experimento I, havendo porém um acréscimo significativo do número de curvas da serpentina e também uma redução do diâmetro interno do tubo. Estas mudanças tiveram como principal objetivo melhorar o desempenho do TCP de CO2 nos modos de operação horizontal e contra gravidade. Nesta configuração o máximo fluxo de calor transferido foi de 170 W, também no modo de operação direto, para razão de enchimento de 50% e ângulo de inclinação de 90 . O Experimento III foi idealizado de modo a permitir a obtenção dos parâmetros experimentais necessários para a estimativa do coeficiente de transferência de calor por convecção no interior do evaporador do TCP, permitindo a realização de análises comparativas entre o TCP e outros dispositivos de transferência de calor usados em refrigeração. Para tanto, é proposta uma metodologia cujo desenvolvimento pressupõe a formulação de um problema inverso de transferência de calor, cuja solução pode tornar-se instável devido aos erros de medição inerentes às grandezas experimentais. Como solução do problema inverso obtém-se inicialmente uma expressão analítica aproximada para o perfil de temperaturas ao longo da espessura de parede do tubo, partindo da solução da equação da difusão de calor. Esta expressão é posteriormente simplificada utilizando-se o conjunto de parâmetros experimentais. Complementarmente, é realizada uma análise de sensibilidade com o objetivo de avaliar a confiabilidade e a estabilidade das soluções obtidas a partir da metodologia proposta, em relação à presença de erros de medição inerentes aos parâmetros experimentais. Os erros máximos de estimativa do coeficiente de transferência foram menores do que 12%.xxiii, 146 f.| il., grafs.,tabs.porEngenharia mecânicaTubos de calorRefrigeraçãoDioxido de carbonoCalor -TransmissaoAnálise de tubos de calor pulsantes de baixa temperatura com ênfase na estimativa do coeficiente de transferência de calorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL283030.pdfapplication/pdf2799901https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/94185/1/283030.pdf91c21a69a0bde9a4b3e9e7ee8a00317cMD51TEXT283030.pdf.txt283030.pdf.txtExtracted Texttext/plain233828https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/94185/2/283030.pdf.txtaa63120f945bfe3ad3825e4794f79e02MD52THUMBNAIL283030.pdf.jpg283030.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1323https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/94185/3/283030.pdf.jpgc579ede06d770075e5f32ffc18de0640MD53123456789/941852013-05-03 07:18:01.128oai:repositorio.ufsc.br:123456789/94185Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestsandra.sobrera@ufsc.bropendoar:23732013-05-03T10:18:01Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false |
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